Desarrollo de nuevos productos y optimización de técnicas de control

Innovación y desarrollo en sanidad vegetal

Alicia Namesny01/06/2004

Minimización y optimización del uso de agentes antimicrobianos de síntesis, tanto bactericidas como fungicidas, en el control de enfermedades de los cultivos, son el objetivo común de todas las investigaciones que se desarrollan en el CIDSAV, el Centro de Innovación y Desarrollo en Sanidad Vegetal que funciona en el Universidad de Gerona, liderado por Emilio Montesinos.

Minimización y optimización del uso de agentes antimicrobianos de síntesis, tanto bactericidas como fungicidas, en el control de enfermedades de los cultivos, son el objetivo común de todas las investigaciones que se desarrollan en el CIDSAV, el Centro de Innovación y Desarrollo en Sanidad Vegetal que funciona en el Universidad de Gerona, liderado por Emilio Montesinos. El CIDSAV forma parte de la Red de Innovación Tecnológica (Xarxa IT) de la Generalitat de Cataluña.

Para lograr estos objetivos se trabaja en tres direcciones: (1) desarrollando y mejorando nuevos productos, (2) orientando los momentos en que se realizan los tratamientos mediante el uso de modelos de predicción de riesgo de infección y (3) implementando técnicas de control biológico con microorganismos antagonistas de los patógenos, que se utilizan como biofungicidas o biobactericidas.

En el Centro trabajan un total de 15 personas, 10 fijas y las restantes, estudiantes de doctorado. Cuenta con salas de bioseguridad  para trabajar con patógenos de cuarentena, fitotrones para cultivar plantas en cualquier época del año, cámaras para almacenar las colecciones de cepas de microorganismos fitopatógenos, así como un invernadero de cristal y tunelillos de plástico, y una superficie al aire libre para la realización de pruebas in vivo. Para la detección e identificación de patógenos y agentes de biocontrol se utilizan técnicas serológicas y moleculares como la PCR, reacción en cadena de la polimerasa.

El Centro se creó en 1992, al regreso de una estancia de Emilio Montesinos en la Universidad de Cornell, en Estados Unidos, ; en el Centro se investiga sobre enfermedades importantes en frutales, como  el fuego bacteriano, el moteado (Venturia) o la estemfiliosis.

Los primeros trabajos para el desarrollo de biofungicidas consistieron en prospección de cepas microbianas aisladas de plantas, con efectos sobre hongos o bacterias causantes de enfermedades. En la actualidad cuentan con más de 2000 cepas de las que se ha comprobado algún efecto. Aunque el objetivo principal de los estudios han sido las afecciones de campo, los mayores logors se han conseguido  en el control de hongos causantes de podredumbres en poscosecha .

Muchos de los trabajos de investigación son realizados en colaboración con otros grupos, tanto de España como del extranjero; la financiación proviene tanto de medios públicos (CICYT, INIA, CIRIT), como privados, estos últimos a través de convenios con empresas y/o administraciones

Las enfermedades sobre las que se trabaja están relacionadas con los cultivos más importantes de la zona donde está la Universidad, dedicada básicamente a la fruticultura:
 
- Estemfiliosis del peral, causada por el hongo Stemphylium vesicarium
- Fuego bacteriano de manzano, peral y plantas ornamentales, causado por la bacteria Erwinia amylovora
- Necrosis bacteriana del peral, causada por la bacteria Pseudomonas syringae pv. syringae
- Necrosis bacteriana del nogal, provocada por la bacteria Xanthomonas arborícola pv juglandis
- Podredumbres de fruta causadas por hongos como Penicillium, Monilinia, Botrytis, Rhizopus y otros

Las líneas de investigación, abordadas con un enfoque multidisciplinar, están enfocadas a el estudio de aspectos como:
- Epidemiología y control
- Desarrollo y utilización de patosistemas modelo para ensayar productos antimicrobianos
- Obtención, caracterización y mejora de microorganismos antagonistas para utilizarlos como agentes de biocontrol de enfermedades o como promotores del crecimiento de las plantas.


En la práctica, éstas  líneas de investigación están orientadas al desarrollo de  técnicas de control integrado en frutales. La interrelación con empresas, especialmente de productos fitosanitarios es estrecha, a través de bioensayos de materias activas, para los cuales son de gran utilidad los métodos que el Centro ha puesto a punto a nivel de las interrelaciones planta / patógeno.

Desarrollo de nuevos fungicidas y bactericidas
Entre las empresas para las que se han realizado o se realizan proyectos de investigación bajo contrato  se encuentran Rhom and Haas (Dow Agrosciences),  Industrias Químicas del Vallés , Biobérica , Lainco , etc. Algunos de los resultados obtenidos ya son explotados en nuevos productos o formulaciones, o constituyen desarrollos futuros.


Productos estimuladores de defensas y mejoradores de actividad en las plantas

Se trata de productos que no presentan actividad biocida directa sobre los patógenos pero incrementan la resistencia de la planta, en los que el CIDSAV está especializado. Es el caso de estudios realizados con productos basados en las harpinas (Eden Bioscience Europe) y análogos del ácido salicílico como acibenzolar (Syngenta Agro). Cabe destacar un creciente interés por varias empresas en el desarrollo de nuvos productos de estas características, especialmente para satisfacer la demanda de productos menos tóxicos y los requisitos de registro.

Desarrollo de sistemas de predicción de riesgo de enfermedades

El centro es experto en el desarrollo de modelos empíricos para la predicción de riesgo de enfermedades de frutales como el fuego bacteriano de las rosáceas o la estemfiliosis del peral. Dichos modelos se han obtenido mediante ensayos cuantitativos en condiciones controladas (fitotrón) que relacionan factores ambientales (humedad relativa, temperatura, humectación, fenología) con la intensidad de la enfermedad. Finalmente son implementados en programas informáticos conectados a estaciones meteorológicas, que se utilizan como sistemas de ayuda para la toma de decisiones, es decir para ubicar temporalmente los tratamientos fungicidas o bactericidas.

El sistema de predicción de la estemfiliosis en peral, denominado BSPcast ha sido validado en España, Italia, Portugal y Holanda, y se utiliza actualmente en Cataluña a traves de la red de estaciones de avisos de riesgos fitosanitarios. Este sistema permite la producción de pera, con una reducción considerable en el número de tratamientos fungicidas, manteniendo los niveles de control de la enfermedad similares a los obtenidos mediante tratamientos a cadencia fija.

Estimulando el crecimiento de las plantas en vivero

En el desarrollo de un  proyecto  realizado con la empresa Agromillora Catalana, dedicada a la producción de planta leñosa de vivero (principalmente olivo, vid y portainjertos de Prunus) , se obtuvieron  bacterias capaces de promover el crecimiento de los portainjertos aplicándoselas mediante el riego.

Se trata de biofertilizantes, microorganismos que interactúan con la raíz,   favoreciendo la nutrición y desarrollo de la planta,  solubilizando fosfatos, quelando hierro, produciendo  ácido indolacético, o mediante otros mecanismos aún por determinar.

El resultado es que se obtienen plantas más resistentes al estrés, con un mayor volumen radicular y más lignificadas. Actualmente se trabaja en obtener mezclas de cepas de las especies Pseudomonas fluorescens y  Pantoea agglomerans que cubran un amplio espectro de actividad.

Control de podredumbres en poscosecha

En 1994  se empezaron a ensayar algunas de las cepas de bacterias aisladas por ese entonces contra enfermedades poscosecha, constatándose que aislados provenientes de campo podían resultar muy efectivos  por su acción contra podredumbres fúngicas durante el almacenamiento de fruta.

Este proyecto se inició con la empresa Agrides SA.El CIDSAV (Universidad de Girona) tiene patentada (WO02098233) la cepa de Pantoea agglomerans EPS 125   que se aisló originalmente de una pera sana, y es muy efectiva en el control de la  podredumbre azul en manzana y pera (causada por el hongo Penicillium expansum), y de otras podredumbres fúngicas en melocotón, nectarina y albaricoque (causadas por Rhizopus, Botrytis y Monilia). La cepa ha sido sometida a estudios toxicológicos (dosis letal por vía oral, irritación dérmica y ocular, etc.) siendo inocua.

El mecanismo de actuación és mediante hipercolonización de heridas en los frutos e interacción directa con el hongo, inhibiendo la germinación de esporas, pero no produce antibióticos. Se puede producir a escala industrial mediante fermentación líquida y se conserva mediante deshidratación, aunque su formulación está siendo actualmente mejorada. Actualmente se están realizando estudios en colaboración con el Instituto del Frío (CSIC) y la empresa NewBiotechnic S.A.


Más información: CIDSAV, http://www.udg.es/cidsav/

 

Principales publicaciones:

MONTESINOS, E.; MORAGREGA, C.; LLORENTE, I.; VILARDELL, P.; BONATERRA, A.; PONTI, I.;  BUGIANI, R.; CAVANNI, P.; BRUNELLI, A. 1995. Development and evaluation of an infection model for Stemphylium vesicarium on pear based on temperature and wetness duration. Phytopathology 85:586-592

MORAGREGA, C.; MANCEAU, C.; MONTESINOS, E. 1998. Evaluation of drench treatments with phosphonate derivatives against Pseudomonas syringae pv.  syringae on pear under controlled environment conditions. European Journal of Plant Pathology 104: 171-180

LLORENTE, I.; VILARDELL, P.; BUGIANI, R.; GHERARDI, I.; MONTESINOS, E. 2000. Evaluation of BSPcast disease warning system in reduced fungicide use programs for management of brown spot of pear. Plant Disease 6: 631-637.

MONTESINOS, E.; VILARDELL, P.  2001. Effect of bactericides, phosphonates and nutrient amendments on blast of dormant flower buds of pear: a field evaluation for disease control. European Journal of Plant Pathology. 107:787-794.

MONTESINOS, E.; MELGAREJO, P.; CAMBRA, M.A.; PINOCHET, J. (Eds). 2000. Enfermedades de los frutales de pepita y hueso. Editorial Mundi-Prensa. Sociedad Española de Fitopatología nº 3. ISBN: 84-7114-916-8.

MONTESINOS, E.; MORAGREGA, C.; RUZ, L.; BADOSA, E.; BONATERRA, A.; VILARDELL, P.; LLORENTE, I.; CABREFIGA, J.; FRANCÉS, J. 2002. Nuevas estrategias en el control de las enfermedades bacterianas de los cultivos. Phytoma España. 138:78-87.

BONATERRA, A.; FRANCÉS, J.; BADOSA, E.; CABREFIGA, J.; MONTESINOS, E; MARI, M. 2002. Nueva cepa bacteriana biofungicida para el control biológico de podredumbres fúngicas en poscosecha de fruta. Phytoma-España 144: 91-94.

MONTESINOS, E.; BONATERRA, A.; BADOSA, E.; FRANCÉS, J.,; ALEMANY, J.; LLORENTE, I.; MORAGREGA, C. 2002. Plant-microbe interactions and the new biotechnological methods of plant disease control. International Microbiology. 5: 169-175.

BONATERRA, A.; MARI, M.; CASALINI, L.; MONTESINOS, E. 2003. Biological control of Monilinia laxa and Rhizopus stolonifer in postharvest of stone fruits by Pantoea agglomerans EPS125 and putative mechanisms of antagonism. International Journal of Food Microbiology. 84:93-104.

BONATERRA, A.; RUZ, L.; BADOSA, E.; PINOCHET, J.; MONTESINOS, E. 2003. Growth promotion of Prunus rootstocks by root treatment with specific bacterial strains. Plant and Soil. 255: 26-30.

MONTESINOS,E. 2003. Development, registration and commercialization of microbial pesticides for plant protection. International Microbiology 6:245-252.

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